Cyclic Bending Reliability and Failure Mechanism of Printed Biodegradable Flexible Supercapacitor on Polymer Substrate
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Fu, Zhao; Hannula, Markus; Jauho, Aarne; Väisänen, Kaisa Leena; Välimäki, Marja; Keskinen, Jari; Mäntysalo, Matti
Tiivistelmä
<p>A flexible supercapacitor (SC) is an attractive energy storage device for powering low-power sensors, since it can be built using only nontoxic and sustainable materials. In this study, the advantages of using biodegradable polylactic acid (PLA) substrate for printed SC are investigated by studying the SC's cyclic bending reliability, failure mechanism, and the impact of the bending radius. The results confirm that the SCs with laminated PLA with polymer barrier substrate exhibited the highest bending reliability, stability, and capability in preventing liquid electrolyte evaporation among the investigated substrates. Besides, the reliability decreased with the decreasing bending radius only when the strongly impacted areas lie on the electrode, the flaking and cracking of which was found to be the failure mechanisms of the tested SCs, except for the SCs with PLA/Al substrate, which failed due to the Al cracking. This research suggests that using PLA/barrier substrate, developing more robust activated carbon electrodes, developing cellulose paper with more dense fiber structure and smaller porous areas, and controlling the bending radius are crucial to improving the SC's reliability.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Volyymi
14
Numero
35
Sivut
40145-40157
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka; Materiaalitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1021/acsami.2c08502
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä